問題詳情:
乙二*(H2C2O4)俗稱草*,在實驗研究和化學工業中應用廣泛。
(1) 室温下,測得 0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液的pH = 1.3,寫出草*的電離方程式_______。
(2)草*溶液中各粒子的物質的量分數隨溶液pH變化關係如圖所示:
① 向草*溶液中滴加KOH溶液至pH = 2.5時發生的主要反應的離子方程式是_______。
② 0.1 mol·L−1 KHC2O4溶液中,下列粒子濃度關係正確是_______(填序號)。
a.c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(OH–)
b.c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4)
c.c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4)
(3)工業上利用硫*亞鐵與草*反應制備草*亞鐵晶體,其離子方程式為:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+
① 製備時需添加氨水以提高FeC2O4·xH2O的產率,從化學平衡移動原理角度解釋原因:_____。
② 測定草*亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)的x值,實驗如下:稱取0.5400 g草*亞鐵晶體溶於一定濃度的硫*中,用KMnO4**溶液滴定。到達滴定終點時,消耗0.1000 mol·L-1的KMnO4**溶液18.00 mL。已知:滴定過程中鐵、碳元素被氧化為Fe3+、CO2,錳元素被還原為Mn2+則FeC2O4·xH2O中x = _______(FeC2O4的摩爾質量是144 g·mol-1)。
【回答】
【*】 (1). H2C2O4 ⇌ H+ + HC2O4-,HC2O4-⇌ C2O42- + H+ (2). (3). bc (4). NH3·H2O 與H+反應,降低c(H+)濃度,使Fe2++ H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+ 平衡向正反應方向移動,產生更多的FeC2O4·xH2O (5). 2
【解析】
【分析】
(1)測得 0.1 mol·L−1 H2C2O4溶液的pH=1.3,説明草*是二元弱*;
(2)①向草*溶液中滴加KOH溶液至pH=2.5,圖像可以看出,隨着*氧化鉀的加入,HC2O4-的濃度逐漸增大,草*與*氧化鉀反應後生成HC2O4-和水;
② a. 根據電荷守恆判斷;
b.根據溶液中離子的電離和水解情況分析;
c.根據物料守恆判斷;
(3)①應用勒夏特列原理,根據離子方程式:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+,滴加NH3·H2O 與H+反應,降低c(H+)濃度,使平衡向正反應方向移動,產生更多的FeC2O4·xH2O;
②根據10FeC2O4•xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知,n(FeC2O4•xH2O)=n(KMnO4)=
×1mol/L×0.018L=0.03mol,則M(FeC2O4•xH2O)=
=180g/mol,即FeC2O4•xH2O的相對分子質量為180,結合18x+144=180計算出x即可;
【詳解】(1)二元弱*分步電離,草*電離方程式為:H2C2O4 ⇌ H++HC2O4-,HC2O4-⇌C2O42- +H+,
故*為:H2C2O4 ⇌ H+ + HC2O4-,HC2O4-⇌ C2O42- + H+;
(2) a. 溶液中有的離子:HC2O4-、H2C2O4、C2O42-、OH–、K+,根據電荷守恆c(K+) + c(H+) = c(HC2O4–) +2c(C2O42–) + c(OH–),故a錯誤;
b. KHC2O4溶液中,HC2O4–要水解,c(K+) > c(HC2O4–) ,C2O42–是由HC2O4–電離後得到的,c(HC2O4–) > c(C2O42–),H2C2O4是由HC2O4–水解後得到的,HC2O4-既能夠電離也能夠水解,KHC2O4溶液顯**,説明HC2O4-的電離程度大於水解程度,可以得到c(C2O42–) > c(H2C2O4),c(K+) > c(HC2O4–) > c(C2O42–) > c(H2C2O4),故b正確;
c. 根據物料守恆,可以得到c(K+) = c(HC2O4–) + c(C2O42–) + c(H2C2O4),故c正確;
故*為b,c;
(3)①應用勒夏特列原理,根據離子方程式:Fe2+ + H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+,滴加NH3·H2O與H+反應,降低c(H+)濃度,使平衡向正反應方向移動,產生更多的FeC2O4·xH2O,
故*為:NH3·H2O 與H+反應,降低c(H+)濃度,使Fe2++ H2C2O4 + xH2O ⇌ FeC2O4·xH2O↓ + 2H+平衡向正反應方向移動,產生更多的FeC2O4·xH2O;
②根據10FeC2O4•xH2O+6KMnO4+4H2SO4═5Fe2(SO4)3+2CO2↑+6MnSO4+3K2SO4+(12+x)H2O可知,n(FeC2O4•xH2O)=n(KMnO4)=
×1mol/L×0.018L=0.03mol,則M(FeC2O4•xH2O)=
=180g/mol,即FeC2O4•xH2O的相對分子質量為180,結合18x+144=180,解得x=2;
故*為:2。
知識點:電離平衡單元測試
題型:綜合題